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隧道洞身开挖支护施工方案
德黑兰北部高速公路一期工程
B2-1标段TU-10（L/R）隧道洞身开挖、支护施工方案
施
工
方
案
编制：
审核：
批准：
杭州市交通工程集团有限公司
2011年8月11日
TU-10隧道洞身开挖、支护施工方案
1．施工概况
1.1主体工程概况
TU-10隧道为双线分离式隧道。
左线隧道位于470m半径的左偏曲线上，右线隧道位于400m半径的左偏曲线上。
左隧道全长445m（BLK10+295～BLK10+740），右隧道全长405m（BK10+375～BK10+780）。
左线隧道净空76.57m2，右线隧道净空95.19m2，隧道内设计行车速度60Km/h；左线隧道纵坡进口3%上坡，在BLK10+354.36处设有竖曲线，由坡度3%过渡到6%坡度，其余均为6%的上坡；右线隧道进口是在3%过渡到6%坡度的竖曲线的上坡，其余均为6%的上坡。
左线进口洞底标高1773.16，出口标高1797.93；右线进口洞底标高1775.99，出口标高1799.27。
左右线均设有超高，左线隧道超高为4.2%，右线隧道超高4.7%。
属上、下行分离式单面横坡曲线型隧道。
隧道穿越地段属E4sc地层，主要石质为砂岩夹凝灰岩、砾岩，岩质坚硬。
岩层产状平缓，洞顶成拱条件差。
隧道进、出口基岩裸露，表层风化严重。
地下水以基岩裂隙水为主，预计隧道开挖时局部会有滴水现象，水质类型为碳酸氢盐类，对混凝土无腐蚀性。
地震烈度为IX度。
1.2洞身围岩级别及主要工程数量见表1.1。
表1.1TU-10（L）隧道围岩级别、衬砌类型及开挖断面一览表
序号
里程
长度（m）
围岩级别
衬砌类型
开挖断面面积（m2）
1
BLK10+295～BLK10+320
25
Ⅳ
E2Ⅳ+
112.50
2
BLK10+320～BLK10+365
45
Ⅳ
E2Ⅳ
95.36
3
BLK10+365～BLK10+475
110
Ⅲ
E2Ⅲ
92.87
4
BLK10+475～BLK10+630
155
Ⅱ
E2Ⅱ
91.14
5
BLK10+630～BLK10+695
65
III
E2III
92.87
6
BLK10+695～BLK10+715
20
IV
E2Ⅳ
95.36
7
BLK10+695～BLK10+715
25
Ⅳ
E2Ⅳ+
112.50
说明：
本隧道Ⅳ级围岩115m，Ⅲ级围岩175m，Ⅱ级围岩155m。
表1.2TU-10（R）隧道围岩级别、衬砌类型及开挖断面一览表
序号
里程
长度（m）
围岩级别
衬砌类型
开挖断面
面积（m2）
1
BK10+375～BK10+400
25
Ⅳ
B2Ⅳ+
144.61
2
BK10+400～BK10+485
85
Ⅳ
B2Ⅳ
119.95
3
BK10+485～BK10+530
45
Ⅲ
B2Ⅲ
117.16
4
BK10+530～BK10+695
165
Ⅱ
B2Ⅱ
114.41
5
BK10+695～BK10+755
60
III
B2Ⅲ
117.16
6
BK10+755～BK10+780
25
IV
B2Ⅳ+
144.61
说明：
本隧道Ⅳ级围岩135m，Ⅲ级围岩105m，Ⅱ级围岩165m。
表1.3TU-10隧道主要工程量一览表
序号
名称
规格
单位
数量
备注
1
开挖土石
m3
90809
2
锚杆
Φ22砂浆锚杆
m
42187
含锁脚锚杆
3
钢筋网
HPB235Φ6@15*15cm
t
34.1
4
钢架
格栅钢架
榀
286
5
喷砼
C20
m3
3343
2．施工方法
2.1总体施工方法
隧道正洞采用单向掘进，从隧道出口向隧道进口方向进行施工。
洞口段25米Ⅳ+级围岩采用长台阶法进行施工,首先进行上台阶开挖,上台阶开挖至变断面处,再统一进行下台阶开挖，仰拱开挖与下台阶开挖一起施工，下台阶开挖完成后进行仰拱部分回填。
施工流程图如下：
图2.1台阶式施工流程图
Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ级围岩采用全断面法进行施工，其中Ⅳ围岩每循环进尺控制在2.4m或以下，施工流程图如下：
图2.2全断面施工流程图
2.2洞身开挖施工方法
2.2.1测量放线
由于TU-10隧道进口位于曲线上，进洞之前做好控制点复测工作，平面控制采用坐标法放线，高程控制采用水准仪往返闭合高程。
2.2.2钻孔爆破
开挖采用台架配合人工钻孔，测量人员现场测量并按设计要求布置孔位，钻孔爆破施工方法详见附件2爆破施工设计图。
2.2.3出碴运输
隧道出碴采用无轨出碴方式进行，采用挖掘机配合装载机装碴，自卸汽车运输至弃碴场，左右线进口共用一台挖掘机和装载机，及8辆自卸式汽车。
2.3初期支护
2.3.1超前支护
隧道Ⅳ+级围岩采用拱部150。
范围内Φ22锚杆L=3.5m＠0.4*1.5m超前支护，
示意图如下：
图2.3超前锚杆支护示意图
2.3.2开挖后支护
出碴后开挖面不得长时间暴露，及时进行清理危石，初喷砼5cm形成保护层。
开挖后初支施工工艺流程图如下：
图2.4开挖后初支施工工艺流程图
2.3.2砂浆锚杆施工工艺
锚杆与垫板螺母连接牢固；锚固剂填塞密实。
详见施工图（B2-S6-125）。
锚杆施工流程图如下：
图2.5锚杆施工流程图
2.3.3钢筋网采用Φ6.5钢筋制作，@150*150mm，搭接间距为150mm。
钢筋网安装示意图如下：
图2.6钢筋网安装示意图
2.3.4钢架加工及安装
钢架加工详见施工图，图号：
B2-S6-50、B2-S6-61-2、B2-S6-53、B2-S6-61-1。
施工工艺流程图如下：
图2.7钢架加工安装施工工艺流程图
钢架加工及安装使用二台电焊机，加工及安装人员12人，运输使用装载机。
2.3.5喷砼
隧道拱架表面初支采用潮喷工艺，配合比应通过实验确定满足混凝土强度和喷射工艺要求后方可进行施工。
喷砼之前用高压水冲洗受喷面，当受喷岩面遇水容易潮解、泥化时，采用高压风吹净岩面，喷射厚度控制采用标桩法。
喷砼施工工序流程图如下：
喷砼初支使用两台喷砼机，两台移动空压机及喷砼台架，施工人员12人，运输使用砼运输车。
图2.8喷砼施工工序流程图
2.4施工辅助措施
2.4.1施工现场平面布置图详见附件1：
TU-10隧道出口施工场地布置图。
2.4.2施工便道
TU-10隧道出口施工便道工程现已完成，全长325米，具体内容见“TU-10隧道出口便道施工方案”。
2.4.3施工用水
TU-10隧道出口施工用水水源为山涧泉水及冬季雪融水，采用水管利用水源到水池的高差将水引到洞口及附近生活区。
2.4.4施工用电
TU-10隧道施工用电采用自发电，安置一台500KW发电机和一台100KW发电机。
洞内施工用电见“三管两线布置图”。
2.4.5施工通风
洞身开挖前期150m自然通风，洞身开挖超过150m采用压入式通风，分别在洞口安放一台110KW鼓风机。
示意图如下：
图2.9隧道内通风系统示意图
2.4.6施工排水
由于隧道6%下坡段，施工时排水系统可采用集水池积水水泵抽排水。
2.4.7三管两线布置图如下：
图2.10三管两线布置图
2.4.8隧道监控量测
监控量测方法详见附件3:
监控量测设计图。
3．施工进度安排
TU-10（L）隧道进口洞身开挖及初支自2011年9月1日开始，2012年2月28日施工至LK10+295，平均进度指标为74m/月，计划施工6个月。
TU-10（R）隧道进口洞身开挖及初支自2011年9月20日开始，2012年3月31日施工至K10+375，平均进度指标为67.5m/月，计划施工6个月。
衬砌施工待进洞300～400米后进行。
表3.1单月施工进度指标表
序号
项目名称
进度要求
备注
1
Ⅳ+级围岩开挖、初支
30m/月
2
Ⅳ级围岩开挖、初支
60m/月
3
Ⅲ级围岩开挖、初支
110m/月
4
Ⅱ级围岩开挖、初支
120m/月
4．资源配置
表4.1人员计划安排表
序号
名称
人数
序号
名称
人数
1
技术员
4
8
开挖
10
2
测量员
3
9
爆破
32
3
安质员
1
10
防护
4
4
试验员
1
11
初支
16
5
材料员
1
12
钢筋加工
10
6
机修员
4
13
道路维护
4
7
值班员
4
14
普工
20
4．2主要施工机械设备表
序号
机械名称
型号
功率
数量
备注
1
喷砼台架
I22工字钢（骨架）
2台
2
空压机
XAVS786CDH
3台
3
装载机
柳工
2台
4
挖掘机
VOLVRE
1台
5
砼拌合站
1座
6
砼运输车
北方奔驰
2辆
7
出碴车
陕汽奥龙
8辆
8
砼喷射机
PZ-5C
4台
9
发电机
500/KW
2组
10
通风机
110KW
2台
11
电焊机
BX-500
3台
12
切断机
CTQ-40
2台
13
砼注浆机
2台
14
车床
2台
5．主要材料供应计划
表5.1主要材料计划表
序号
材料名称
规格型号
单位
数量
备注
1
水泥
P.I/P.Ⅱ
t
6154
2
砂
m3
8206
3
钢筋
HPB235
t
89.5
钢架
4
钢筋
HRB335
t
601
钢架
5
钢筋
Ф22
m
42895
锚杆
6
钢筋
Ф6.5
t
35
7
雷管
发
71870
8
炸药
Dgmamife/fmnlife
t
72.77
9
导爆索
m
71775
6.施工检查、试验计划
6.1TU-10隧道检查计划表
序号
检查项目
检查时间
检查方法
备注
1
正洞开挖
开挖完成后
全站仪测量
2
锚杆及安设
隐蔽前
尺量、观察
3
网片及安设
隐蔽前
尺量、观察
4
喷射混凝土质量及强度
喷射前、后
观察、试验
5
安全检查
开挖过程中
观察
6.2TU-10隧道试验计划表
表6.2TU-10隧道材料试验计划表
序号
材料名称
检测频率
备注
1
水泥
开工前确定料源一次。
料源更改重新试验。
每批次进场检验一次，每检验批代表数量不得超过100T
2
砂
开工前确定料源一次。
料源更改重新试验。
每检验批代表数量不得超过200m3
3
碎石
开工前确定料源一次。
料源更改重新试验。
每检验批代表数量不得超过200m3
4
钢材
开工前确定料源一次。
每批次或每型号钢筋进场检验一次，每检验批代表数量不得超过60T。
5
喷砼
双线隧道每10米直线长，在拱脚/边墙处分别取至少1组样品；其它工作面或独立工作面，每50～100m3喷射混凝土至少取样一组。
6
锚杆
每批次进场检验一次。
按锚杆数量1%且不少于3根为一组
7．工程质量保证措施控制点
7.1隧道中线及高程控制
7.2开挖断面超欠挖控制
7.3初支质量控制
7.4原材料控制
8．职业健康及环境保障措施控制点
8.6污水处理排放
8.7流行疾病传播控制
8.8饮食卫生检验
9.现场安全检查要点
9.1自我安全防护
9.2隧道防止坍塌
9.3车辆行驶安全
9.4爆破安全防护
9.5机施施工安全
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